无线传感网静态路由和RSSI定位实验课程设计

1《物联网系统综合设计》课程设计题目无线传感网静态路由和RSSI定位实验学生姓名学号学院专业指导教师二Ｏ一五年月日2目录1.无线传感网静态路由实验…………………………………………11.1实验目的………………………………………………………………11.2实验设备………………………………………………………………11.3准备知识………………………………………………………………11.4实验原理………………………………………………………………11.5实验步骤及结果………………………………………………………11.6实验注意事项…………………………………………………………81.7流程图………………………………………………………………82.ATOSRSSI定位实验……………………………………………102.1实验目的……………………………………………………………102.2实验设备……………………………………………………………102.3准备知识……………………………………………………………102.4实验原理……………………………………………………………102.5实验步骤及结果………………………………………………………112.6实验注意事项………………………………………………………122.7流程图………………………………………………………………122.8实验总结……………………………………………………………1311.无线传感网静态路由实验1.1实验目的深刻掌握静态路由的概念，能够在ATOS平台上自己通过平台的静态路由完成数据的发送。1.2实验设备1.带有CC2530芯片的基站两个2.基本节点三个3.天线五个4.光传感器三个5.烧录线一根6.平行串口线两根1.3准备知识了解ATOS平台中的静态路由的实现原理，以及能够掌握ATOS平台提供的静态路由的Send接口。最好能够读懂ATOS平台的静态路由的代码。静态路由的代码目录为：$(安装目录)\cygwin\opt\edu\atos\tos\lib\antc5\AtosRoute\engine\profile。1.4实验原理该平台中的静态路由就是指某个节点根据自己保存的下一跳的节点信息来发送数据。在不对保存的下一跳节点信息编辑的情况下，每个节点的下一跳的是固定的。当某个节点有数据要发送的时候，它会从保存的路由信息中选择第一个节点尝试发送，如果没有发送成功，它会遍历路由表直到发送成功为止。在该实验中方便对路由的控制，我们提供了路由修改工具。通过这个工具可以随便修改每个节点的路由信息。让每个节点的路由可以根据自己的要求修改。所以在这个实验中有三个部分。第一个部分为路由控制端，这个部分是通过基站和PC相连，通过它可以编辑周围基本节点的路由信息；第二个部分为基本节点，这个部分可以接受路由控制端发送的路由编辑信息，并且按照信息更新路由信息，同时这个部分还完成数据采集和发送的功能；第三个部分为汇聚节点端，这个部分主要负责接收基本节点的数据，并且将数据通过串口给上位机，通过上位机表现出来。1.5实验步骤及结果1.将基站同电脑用烧录线连接好，打开基站的开关2.打开Cygwin开发环境3.在Cygwin开发环境中执行cd/opt/atos/apps/Atosenet/ANTProfileRouteBase4.用烧录线将两个基站中充当控制端的同电脑相连5.在静态路由控制端实验目录下执行makeantc5installGRP=03NID=F026.在Cygwin开发环境中执行cd/opt/atos/apps/Atosenet/ANTProfileRoute/BaseStation7.在静态路由基站端实验目录下面执行makeantc5installGRP=03NID=018.烧录成功后，将基站的烧录开关拨下去，将节点对应的烧录开关拨上去，然后打开节点的开关9.在Cygwin开发环境中执行cd/opt/atos/apps/Atosenet/ANTProfileRoute/Node10.在静态路由节点实验目录下面执行makeantc5ASO=LIGHTTYPE=3PID=01installGRP=03NID=02311.再将剩下的两个基本节点也烧录同样的节点程序，并且要保证NID不一样。12.首先将刚刚烧录好的节点的电源关闭，然后将控制模块端的电源打开，并且将控制模块同电脑用串口连接好。13.打开路由控制软件14.选择正确的串口号，选择【在线路由编辑模式】15.将刚刚烧录的节点打开，在路由控制软件中会看到打开的节点信息。默认这些节点的路由表是空的。4516.除了节点号为1的是默认的基站，其它三条信息是三个节点的。如果想改变某个节点的路由，那么选择那条信息，选中后在上面的当前节点会显示在输入框中，然后在旁边的子节点对应的输入框中输入对应的节点号（子节点在这个实验中指的是自己的下一跳节点的ID号）。17.在此基础上如果想直观的看到网络的拓扑图，那么将基站同电脑相连，并且打开基站的开关，和打开光监控软件。67818.选择正确的串口号，点击运行图标，可以在光监控的软件中看到刚刚编辑的路由的效果，3、4号的下一跳是2，2的下一跳是基站。1.6实验注意事项在实验中控制节点的节点号一定要烧录成0xF0，因为这个是在程序中定义的。另外所有节点和基站以及控制节点都在同一组下面。路由控制软件和光监控软件都需要用到串口，在同时运行这个两个软件并且选择串口的时候要选择正确和对应的串口号。如需改变路径，可以直接在原基础上直接修改，或者直接清除，该实验设备烧录号以后，需要先把基站和控制台先打开，配合上位机软件连接好，然后再开启节点。1.7流程图1.控制流程图92.基站流程图3.节点流程图102.ATOSRSSI定位实验2.1实验目的深刻掌握RSSI值在点对点传输中深刻含义。2.2实验设备1.带有CC2530芯片的基站一个2.基本节点三个3.天线四根4.烧录线一根5.平行串口线一根2.3准备知识查看CC2530芯片手册，了解CC2530芯片的RSSI的寄存器，并且知道如何读取通讯中的RSSI值。阅读ATOS平台静态路由的路由协议，路由协议的代码目录为$(安装目录)\cygwin\opt\atos\tos\lib\antc5\ProfileRoute。2.4实验原理RSSI定位实验由三个部分组成，分别是基站、静态节点、活动节点。每个活动节点向所有的静态节点广播，每个静态节点在收到活动节点的广播后都有一个接收到信息的RSSI值，每个静态节点将这个RSSI值发送给基站，那么站就知道每个活动节点发送数据给静态节点的RSSI值了，也就意味着基站就知道每个活动节点更靠近那个静态节点。所以只要静态点布置的越密集，就越能精确11定位活动节点的位置。2.5实验步骤及结果1.将基站同电脑用烧录线连接好，打开基站的开关2.打开Cygwin开发环境3.在Cygwin开发环境中执行cd/opt/atos/apps/Atosenet/ANTRssiLocation/ANTLocationBase，进入到定位的基站代码目录中。4.在定位实验的基站目录中执行makeantc5installGRP=03NID=015.烧录成功后，将基站的烧录开关拨下去，将节点对应的烧录开关拨上去，然后打开节点的开关6.在Cygwin开发环境中执行cd/opt/atos/apps/Atosenet/ANTRssiLocation/ANTLocationMobile，进入到定位的移动节点代码目录中。7.在定位实验的移动节点目录下面执行makeantc5installGRP=03NID=028.烧录完成后，在Cygwin开发环境中执行cd/opt/atos/apps/Atosenet/ANTRssiLocation/ANTLocationStatic/，进入到定位的锚点目录中9.在锚点目录中执行makeantc5installGRP=03NID=03，烧录完成后同样给另外一个锚点烧录，NID要不一样。10.烧录完成后，将基站同电脑用串口连接好。打开基站的开关，并且打开串口助手。运用Excel200712此时得到指数函数公式为：y=-49.53-17.7ln(x)，再把自然对数换成10常用对数，则有：y=-49.53-40.71lg(x)。通过以上几步得到RSSI与距离之间的计算公式：RSSI=-49.53-40.71lg(Distance)2.6实验注意事项实验中的锚点是定位的参考节点，所以在实验的时候锚点一定要放在基站的通讯范围之内。另外所有节点和基站要烧录在同一组中。2.7流程图1.基站流程图2.节点流程图133.锚点流程图2.8实验总结这个实验完成了一个定位的功能，从原理上讲，是对通讯中RSSI值的灵活运用。通过RSSI的值来达到定位的效果。同样这个RSSI也可以用在很多其他功能中，比如测距等等。